プロッター

プロッターは、ベクター グラフィックスの描画を作成する機械です。プロッターは、ペンを使用して紙に線を描いたり、一部のアプリケーションではナイフを使用してビニールや革などの素材を切ったりします。後者の場合、プロッターはカッティング プロッターと呼ばれることもあります。

かつて、プロッタは、当時の従来のプリンタよりもはるかに高速かつ高品質の線画を作成できたため、コンピュータ支援設計などのアプリケーションで使用されていました。小型のデスクトップ プロッタは、ビジネス グラフィックスによく使用されていました。1980 年代初頭までに、グラフィックス機能を備えたプリンタが市場の一部を奪い、 1980 年代半ばにレーザー プリンタが導入されたことで、ほとんどの用途でプロッタが使用されなくなりました。

プロッターは長年、非常に大きな図面を作成するためのニッチな用途を維持してきましたが、現在では主にワイドフォーマットの従来のプリンターに置き換えられています。カッティングプロッターは、多くの業界で引き続き使用されています。

デジタル制御プロッタは、計測機器やアナログコンピュータの出力デバイスとして使用されていた初期の完全アナログXY ライタから進化したものです。

ペン プロッタは、ペンなどの器具を紙の表面で動かして印刷します。つまり、プロッタは他のプリンタのようなラスターグラフィックスではなく、ベクター グラフィックス デバイスです。ペン プロッタは、テキストを含む複雑な線画を描くことができますが、ペンの機械的な動きのため、描画に時間がかかります。多くの場合、単色の領域を効率的に作成することはできませんが、密接した規則的な線を多数描くことで領域を ハッチングできます。

コンピュータのメモリが非常に高価でプロセッサの能力が非常に限られており、他の種類のプリンタのグラフィック出力機能が限られていた時代に、プロッタは、非常に大きな図面や高解像度のカラーベクターベースのアートワークを効率的に作成する最も速い方法を提供しました。

ペン プロッタは基本的に時代遅れとなり、大判 インクジェット プリンタや LEDトナーベースのプリンタに置き換えられました。このようなデバイスは、プロッタ用に設計されたベクトル言語を今でも理解できる場合があります。これは、多くの用途で、ベクトル データがラスター データよりも効率的な代替手段となるためです。

X -Y プロッタは、連続したベクター グラフィックスを描くために 2 つの軸 ("X" と "Y") で動作するプロッタです。この用語は、"y" 軸のみを制御し、"x" 軸は連続的に送られて、時間とともに何らかの変数のプロットを提供する標準プロッタと区別するために使用されました。プロッタは、ペンで紙に書くのと同じように連続した線を描く点がインクジェット プリンタやレーザー プリンタと異なります。一方、インクジェットプリンタやレーザー プリンタは、非常に細かいドットのマトリックスを使用して画像を形成するため、肉眼では線が連続しているように見えますが、実際には離散的な点の集合です。

静電プロッタは、多くのコピー機に使用されている乾式トナー転写プロセスを採用していました。ペンプロッタよりも高速で、大判サイズで利用でき、エンジニアリング図面の複製に適しています。画像の品質は、当時のペンプロッタほど良くないことがよくありました。静電プロッタには、フラットベッド型とドラム型の両方がありました。静電プロッタは、ラスターグラフィックディスプレイデバイスのように、ピクセルを描画手段として使用します。プロッタヘッドは、多数の小さなスタイラス（最大21760本）が埋め込まれています。このヘッドは、紙がヘッドを通り過ぎるときに紙の幅に沿って移動し、描画を行います。使用可能な解像度は、100～508ドット/インチです。静電プロッタは非常に高速で、プロッタ解像度に応じて、6～32 mm/秒の描画速度です。^[1]

カッティングプロッターはナイフを使用して、プロッターの平らな表面にある材料（紙、マイラーフィルム、ビニールフィルムなど）を切り取ります。カッティングプロッターは、カッティングデザインまたは描画用のコンピュータソフトウェアプログラムを搭載したコンピュータに接続されています。これらのコンピュータソフトウェアプログラムは、プロジェクトの適切なカッティングニーズを生み出すためにカッティングナイフに指示するために必要なカッティング寸法またはデザインを送信する役割を担っています。^{[2] [3]}

近年、カッティングプロッター（一般にダイカットマシンと呼ばれる）の使用は、カード作りやスクラップブッキングなどのペーパークラフトの愛好家の間で人気になっています。このようなツールを使用すると、希望するカードやデカールの形状を非常に正確に、繰り返して切り取ること ができます。

ペン プロッタを操作し、「ペンを紙から持ち上げる」、「ペンを紙の上に置く」、「ここからここまで線を引く」などのコマンドを送信するために、多数のプリンタ制御言語が作成されました。 ASCIIベースの一般的なプロッタ制御言語には、Hewlett-PackardのHP-GL、その後継の HP-GL/2、およびHouston Instruments の DMPLの 3 つがあります。線を描く簡単な HP-GL スクリプトを次に示します。

SP1;
PA500,500;
PD;
PR0,1000;
PU;
ＳＰ；

このプログラムは、プロッタに、最初のペンを取り (SP1 = ペン 1 を選択)、用紙上の座標 X=500、Y=500 に移動し (PA = 絶対プロット)、紙に対してペンを下げ (PD = ペン ダウン)、Y 方向に 1000 単位移動し (垂直線を描画 - PR = 相対プロット)、ペンを持ち上げて (PU = ペン アップ)、最後にペンを元の位置に戻すように指示します。

FORTRANやBASIC を使用するプログラマーは、通常、これらを直接プログラムするのではなく、Calcomp ライブラリなどのソフトウェア パッケージ、またはHewlett-Packard のAGLライブラリや BASIC 拡張機能などのデバイスに依存しないグラフィック パッケージ、または DISSPLA などのハイエンド パッケージを使用します。これらは、ワールド座標からデバイス座標へのスケーリング係数を確立し、低レベルのデバイス コマンドに変換します。たとえば、HP 9830 BASIC で X*X をプロットする場合、プログラムは次のようになります。

10スケール-1 , 1 , 1 , 1 20 FOR X = -1から1ステップ0.1 30 PLOT X , X * X 40 NEXT X 50ペン60終了  
        
   
  
 
 

最も初期のプロッタの一つは、 1958年にコンラート・ツーゼが開発したコンピュータ制御のトランジスタ式プロッタ「Graphomat Z64」であり、1961年のハノーバーメッセでも展示された^。[4]

初期のペン プロッタ ( 1959 年のCalcomp 565など) は、X 方向に紙を前後に動かすローラーの上に紙を置くことで動作し、Y 方向にペンをトラック上で前後に動かすことで動作しました。紙はロールの形で供給され、両端にミシン目があり、ローラーのスプロケットに噛み合っていました。

別のアプローチ、たとえばComputervisionの Interact I では、製図用パンタグラフにボールペンを取り付け、コンピュータで制御されるステッピング モーターで機械を駆動していました。この方法は、動きがやや遅く、紙のサイズと同じ床面積が必要になるという欠点がありましたが、デジタイザーとしても機能しました。後の変更では、ペンを保持するための電気制御クランプが追加され、ペンを変更して多色出力を作成できるようになりました。

Hewlett Packard とTektronix は、1960 年代後半から 1970 年代にかけて、小型のデスクトップ サイズのフラットベッド プロッタを製造しました。ペンは移動バーに取り付けられ、Y 軸はバーの長さに沿った上下の動きで表され、X 軸はプロッタ テーブル上のバーの前後の動きで表されました。バーの質量のため、これらのプロッタは比較的低速で動作しました。

1980 年代には、小型で軽量なHP 7470 が「グリットホイール」機構を導入し、20 年前の Calcomp プロッタとは異なり、端にミシン目を入れる必要がなくなりました。シートの反対側の端にあるグリット ホイールは、弾力性のあるポリウレタンコーティングのローラーに押し付けられ、シートに小さなくぼみを作ります。シートが前後に動かされると、グリット ホイールは、2 つのギアの歯がかみ合うように、前のくぼみにグリット粒子が落ちるため、シートを適切な位置に保ちます。ペンは、グリット ホイール間の直線に沿って前後に動くキャリッジに取り付けられ、直交軸を表します。これらの小型の「家庭用」プロッタは、デスクトップ ビジネス グラフィックスやエンジニアリング ラボで人気を博しましたが、速度が遅いため、一般的な印刷には役立ちませんでした。これらの作業には、別の従来型プリンタが必要でした。ヒューレット パッカードのHP 2647用 MultiPlot によって導入されたカテゴリの 1 つに、「ワード チャート」があります。これは、プロッタを使用して透明シートに大きな文字を描くものです。これは、現代の PowerPoint チャートの先駆けです。高解像度のインクジェット プリンタやレーザープリンタ、安価なメモリ、カラー イメージをラスタライズできるほど高速なコンピュータが広く普及したため、ペン プロッタはほとんど姿を消しました。ただし、グリット ホイール機構は、インクジェット ベースの大型エンジニアリング プロッタにはまだ使用されています。

プロッタは、 HP 7475 6 ペン プロッタ を使用するスーパーマーケットのグリーティング カード エリアで一時期利用できた Create-A-Card キオスクでも使用されていました。

プロッタは主に技術図面やCADアプリケーションで使用され、高解像度を維持しながら非常に大きな用紙サイズで作業できるという利点があります。ペンをカッターに置き換えるという別の用途も見出されており、この形態のプロッタは多くの衣料品店や看板店で見かけられます。

線の色や幅を変更するには、プロッタでペンを交換する必要がありました。これは小型プロッタでは手動で行っていましたが、より一般的には、プロッタには自動的にマウントできる 4 本以上のペンのマガジンが搭載されていました。

プロッターのニッチな用途としては、特殊な感熱紙上に視覚障害者向けの触覚画像を作成することが挙げられます。

他のプリンタ タイプとは異なり、ペン プロッタの速度は、ページ印刷速度ではなく、ペン速度と加速率によって測定されます。ペン プロッタの速度は主に使用されるペンの種類によって制限されるため、ペンの選択はペン プロッタの出力速度の重要な要素となります。実際、最近のペン プロッタのほとんどには、現在使用されているペンの種類に応じて回転速度を制御するコマンドがあります。

プロッター ペンには多くの種類があり、そのうちのいくつかは大量生産されていません。テクニカル ペン先がよく使用され、その多くは手動製図ペンの部品や消耗品を使用して交換できます。初期の HP フラットベッド プロッターとグリット ホイール プロッターでは、小型の独自のファイバー チップまたはプラスチック ペン先の使い捨てペンが使用されていました。

プロッター ペンの 1 つのタイプでは、インクが染み込んだ円形のフォーム チューブに挿入されたセルロース ファイバー ロッドを使用します。ロッドの先端は円錐形に尖っています。ペンが紙の表面を移動すると、毛細管現象によってフォームからインクがロッドを通って紙に吸い上げられます。フォーム内のインクがなくなると、インクの先端への移動が遅くなり始め、線が薄くなります。プロッティング速度を遅くすると、使い古したペンで描いた線は濃いままですが、フォームが完全になくなるまで消え続けます。また、ファイバー チップ ペンを使用すると、ペン先がプロッティング メディア上でゆっくりと摩耗し、次第に幅の広い、にじんだ線になります。

詰め替え可能な透明プラスチックのインク リザーバーを備えたボールペン プロッター ペンも販売されています。ファイバー ペンのような色あせや摩耗の心配はありませんが、一般的に高価で一般的ではありません。また、従来のボールペンを改造すれば、ほとんどのペン プロッターで使用できます。

ビニール カッター (カッティング プロッターとも呼ばれる) は、ポスター、看板、標識、T シャツのロゴ、その他の耐候性グラフィック デザインを作成するために使用されます。ビニールは、大きくて明るい会社の広告用に車のボディや窓に貼り付けたり、ヨットの船尾に貼り付けたりすることもできます。同様のプロセスを使用して、自動車の窓用の着色ビニールを切断します。

色は、手元にあるビニールのコレクションによって制限されます。素材のしわを防ぐために、ロールで保管されます。一般的なビニール ロールのサイズは、幅が 15 インチ、24 インチ、36 インチ、48 インチで、すべてのデザイン要素の相対的な配置を維持するための裏地が付いています。

ビニール カッター ハードウェアは、従来のプロッターと似ていますが、インク ペンの代わりに各形状の輪郭を描く非常に鋭いナイフが使用されています。また、ナイフがビニール フィルムに押し付けられる強さを調整するための圧力コントロールが付いている場合があり、切り込みが裏地まで貫通するのを防ぎます。個々のデザイン要素の相対的な配置が失われるだけでなく、裏地から切り取られた断片が落ちて、プロッターのロール フィードまたはカッター ヘッドが詰まることがあります。カット後、デザインの外側のビニール素材が剥がされ、デザインが裏地の素材に残ります。このデザインは、粘着剤、接着剤、ラミネート、またはヒート プレスを使用して貼り付けることができます。

ビニールナイフは通常、プロッターペンのような形をしており、プロッターヘッドが動くとナイフの刃が自動的に回転して正しい方向を向くように回転ヘッドにも取り付けられています。

ビニール カッターは、主に単色の線画や文字を作成するために使用されます。複数の色のデザインには、ビニールのシートを別々にカットし、貼り付け時に重ねる必要がありますが、このプロセスは、色相が 2 つ以上になるとすぐに面倒になります。

看板カッティング プロッターは、溶剤ベースのインクを使用するワイド フォーマットのインクジェット プリンターを使用してさまざまな素材に直接印刷する一般的な看板デザインなどの用途では衰退しています。カッティング プロッターは、ワイド フォーマットのインクジェット プリンターで作成されたグラフィックスの精密な輪郭カットに今​​でも頼りにされています。たとえば、窓や車のグラフィックス、または形状ステッカーの作成などです。

大判インクジェット プリンターは、熱収縮プラスチック シートに印刷するためにますます使用されるようになっています。このシートは車両の表面を覆うように貼り付けられ、ヒート ガンを使用して収縮されてフィットします。これを車両ラップと呼びます。

スタティック カッティング テーブルは、大きな平らな真空テーブルを使用するカッティング プロッターの一種です。ロール フィード プロッターでは切断が困難または不可能な、織物、フォーム、皮革などの非剛性で多孔質の素材を切断するために使用されます。スタティック カッティング テーブルは、一般的なロール フィード プロッターやシート フィード プロッターが処理できるよりもはるかに厚く重い素材も切断できます。

テーブルの表面には、小さなピンホールが一列に開けられています。テーブルの上に材料を置き、プラスチックまたは紙のカバーシートをカットする材料の上に重ねます。真空ポンプをオンにすると、空気圧でカバーシートが押し下げられ、材料が所定の位置に保持されます。その後、テーブルは通常のベクトル プロッターのように動作し、さまざまなカッティング ツールを使用して布地に穴やスリットを切ります。カバーシートもカットされるため、カバーシートの端の真空がわずかに失われる場合がありますが、この損失は重要ではありません。

2000年代半ばから後半にかけて、アーティストやハッカー^{[5] [6]}は、ペンプロッタを風変わりでカスタマイズ可能な出力デバイスとして再発見し始めました。ペンで紙に描いた線の品質は、他のデジタル出力技術とはまったく異なります。30年前のペンプロッタでも、通常はまだ確実に機能し、オークションや再販サイトで100ドル以下で入手できるものも多くありました。ペンプロッタを直接操作したり、ファイルをHP-GLとして保存したりするサポートは、ほとんどの商用グラフィックスアプリケーションから姿を消しましたが、いくつかの最新のソフトウェアパッケージ^{[7] [8] [9] [10]}により、最新のオペレーティングシステムでHP-GLを操作できるようになりました。

ペンプロッタの使用が衰退するにつれ、ペンプロッタに取って代わった大判プリンタも「プロッタ」と呼ばれるようになりました。

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